(57)【要約】【課題】プレート型熱交換器を用い、必要量の潤滑油を円滑に循環させることができるパッケージ形圧縮機を提供する。【解決手段】土台となるベースフレーム１と、このベースフレーム１上に設けた圧縮機本体２と、この圧縮機本体２中に噴霧する潤滑油を貯留するオイルタンク３と、上記圧縮機本体２から吐出された圧縮空気及びこれに含まれる潤滑油を冷却するプレート型熱交換器４と、このプレート型熱交換器４内で凝集した潤滑油の余剰分を一時貯留する予備タンク１３とを備える。【選択図】  図１
2005061314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土台となるベースフレームと、
このベースフレーム上に設けた圧縮機本体と、
この圧縮機本体中に噴霧する潤滑油を貯留するオイルタンクと、
前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気及びこれに含まれる潤滑油を冷却するプレート型熱交換器と、
このプレート型熱交換器内で凝集した潤滑油の余剰分を一時貯留する予備タンクと
を備えたことを特徴とするパッケージ型圧縮機。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージ型圧縮機において、前記予備タンクは、前記プレート型熱交換器と一体構造となっており、前記プレート型熱交換器を支持するように前記ベースフレーム上に設けられていることを特徴とするパッケージ形圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のパッケージ型圧縮機において、前記プレート型熱交換器の後段に、圧縮空気を冷却した際に発生する凝縮水を分離する凝縮水分離機を設けたことを特徴とするパッケージ形圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージ形圧縮機に関し、特に液冷式のパッケージ型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に圧縮機においては、圧縮機本体からの圧縮空気を各種の熱交換器等を介して冷却し、圧縮空気中に含まれる潤滑油を凝集することによって回収するようになっている場合が多い（例えば、特許文献１等参照）。回収した潤滑油は、再び圧縮機本体中に供給されるのが通常である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２２０３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、液冷式の圧縮機においては、シェルアンドチューブ式の熱交換器を備えている場合が多かったが、冷却方式が液冷の場合と空冷の場合とで熱交換器以外のパーツを共用化すること、或いは圧縮機自体を小型化すること等に対する近年の要求に対応し、コンパクトな構成のいわゆるプレート型の熱交換器を用いる場合がある。しかしながら、このプレート型の熱交換器は、小型で容積が小さいために、内部に保持できる潤滑油量が少ない。そのため、単にプレート型の熱交換器を採用しただけでは、熱交換器の潤滑油の保持量が減少する分だけ、圧縮機の循環系に設けたオイルセパレータ内の潤滑油の液面高さが上昇してしまう。その結果、オイルセパレータ内のスペースを潤滑油で必要以上に占有し、潤滑油の回収効率を低下させ、必要量の潤滑油を円滑に循環させることができなくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、プレート型熱交換器を用い、必要量の潤滑油を円滑に循環させることができるパッケージ形圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、土台となるベースフレームと、このベースフレーム上に設けた圧縮機本体と、この圧縮機本体中に噴霧する潤滑油を貯留するオイルタンクと、前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気及びこれに含まれる潤滑油を冷却するプレート型熱交換器と、このプレート型熱交換器内で凝集した潤滑油の余剰分を一時貯留する予備タンクとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記予備タンクは、前記プレート型熱交換器と一体構造となっており、前記プレート型熱交換器を支持するように前記ベースフレーム上に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
（３）上記（１）又は（２）において、さらに好ましくは、前記プレート型熱交換器の後段に、圧縮空気を冷却した際に発生する凝縮水を分離する凝縮水分離機を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プレート型熱交換器内で凝集された潤滑油の余剰分を予備タンクに一次貯留することにより、熱交換器の潤滑油保持量の不足分を補うことができ、プレート型の熱交換器を用いていながら、必要量の潤滑油を円滑に循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のパッケージ型圧縮機の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態の全体構造を詳細に表す内部側面図、図２はその上面図である。
これら図１及び図２において、符号１を付した部材は、パッケージ形圧縮機の土台となるベースフレームで、このベースフレーム１上には、吸い込んだ空気を圧縮する圧縮機本体２や、この圧縮機本体２中に噴霧する潤滑油を貯留するオイルタンク３、圧縮機本体２からの潤滑油を含んだ圧縮空気を冷却する熱交換器４、接続する末端機器に供給される圧縮空気を除湿するドライヤ５、各種電気部品を収容した電気品箱（図示せず）等が設けてある。
【００１１】
上記圧縮機本体２は、図示しない配管を介してオイルタンク３に接続している。オイルタンク３は、圧縮機本体２に貯留した潤滑油を噴霧するとともに、圧縮機本体２から吐出された圧縮空気から潤滑油を一次分離する役割を果たす。また、このオイルタンク３は、配管６を介し圧縮空気から潤滑油を二次分離するセパレータエレメント７に接続し、さらにこのセパレータエレメント７は、配管８を介し熱交換器４に接続している。なお、本パッケージ形圧縮機を海外に輸出する場合を想定し、オイルタンク３は、例えば中国等の圧力容器規格を満足するように従来に比して小型なものとなっている。
【００１２】
熱交換器４は、液冷のいわゆるプレート型のもので、それぞれ配管９，１０を介して図示しないポンプ等により供給される冷却液（例えば工業用水等）の給水口１１及び排水口１２に接続しており、運転中、このプレート型熱交換器４内には冷却液が循環するようになっている。
【００１３】
ここで、図３は図１中の右方向から見たプレート型熱交換器４の拡大図、図４はその上面図で、これら図３及び図４において、図１及び図２と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図３及び図４に示すように、本実施の形態において、プレート型熱交換器４の下部側には、このプレート型熱交換器４内で凝集した潤滑油の余剰分を一次貯留するとともに、プレート型熱交換器４の架台の役割を果たす予備タンク１３が設けられている。この予備タンク１３は、支持部材１４を介しベースフレーム１上に設けられており、本実施の形態においては、ボルト１５及びナット１６で締結された固定具１７により上部のプレート型熱交換器４に対し固定され、これによりプレート型熱交換器４と一体構造をなしている。図１及び図２に示すように、この予備タンク１３は、配管１８を介し上記オイルタンク３に接続しており、回収した潤滑油がオイルタンク３に循環するようになっている。一方、プレート型熱交換器４からの圧縮空気は、配管１９（図２参照）を介し接続された凝縮水分離機としてのドレンセパレータ２０に送り込まれるようになっている。
【００１４】
図５は、上記ドレンセパレータ２０を図１中の右側から見た拡大図である。但しこの図５において、先の図１及び図２と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図５において、ドレンセパレータ２０は、プレート型熱交換器４からの配管１９（図２参照）に対し配管２１を介し接続している。ドレンセパレータ２０の本体２２は、この配管２１よりも内径が大きい（例えば５インチ）鋼管を用いて空洞に形成されており、配管２１に対しほぼ直交するように溶接等の手法によって固定されている。本体２２の上部には、上方に向かって縮径する圧縮空気出口配管２３が、下部底面２４には凝集されたドレンを排出する凝集水出口配管２５がそれぞれ設けられている。圧縮空気出口配管２３は、図１及び図２に示したように、配管２６を介し上記ドライヤ５に接続している。このような構成により、プレート型熱交換器４から配管１９を介し送り込まれる圧縮空気は、配管２１を介しこの配管２１よりも径の大きな本体２２に流入することによって流速が落ち、また本体２２の内壁に衝突することによって凝縮水と分離される。その後、凝集水と分離された圧縮空気は、上方の圧縮空気出口配管２３より吐出されて配管２６を介しドライヤ５に供給され、一方、凝縮水は、下方の凝集水出口配管２５を介し排出される。
【００１５】
次に、上記構成のパッケージ型圧縮機の動作及び作用を説明する。
前述したように、運転中、圧縮機本体２にはオイルタンク３からの潤滑油が噴霧される。オイルタンク３からの潤滑油と交じり合った状態で圧縮機本体２から吐出された圧縮空気は、オイルタンク３を通過する際に潤滑油と一次分離され、セパレータエレメント７を介することにより潤滑油と二次分離される。その後、潤滑油と二次分離された圧縮空気は、プレート型熱交換器４を通過する際にさらに潤滑油を凝集されると同時に、冷却液との間で熱交換される。
【００１６】
プレート型熱交換器４で冷却された圧縮空気は、ドレンセパレータ２０に導かれ、ここを通過する際に凝縮水と圧縮空気に分離される。凝縮水と分離された圧縮空気は、ドレンセパレータ２０の圧縮空気出口配管２３から吐出され、吐出管１５を介しドライヤ５に流入し、さらに凝縮水と圧縮空気に分離され、最終的に接続した目的の設備・機器である末端機器に供給される。ドレンセパレータ２０及びドライヤ５で圧縮空気と分離された凝縮水は、ドレンとして機外に排出される。
【００１７】
一方、プレート型熱交換器４で凝集された潤滑油は、予備タンク１３に一次貯留され、配管１８を介しオイルタンク３へ戻り、オイルタンク３から再び圧縮機本体２のロータ室へ噴霧される。なお、運転停止時には、潤滑油は、プレート型熱交換器４、予備タンク１３、オイルタンク３、圧縮機本体２、セパレータエレメント７に電源スイッチをＯＦＦにした時点でそれぞれ溜まる。
【００１８】
本実施の形態によれば、プレート型の熱交換器４を採用することにより、全体構成をコンパクト化してある。このとき、プレート型熱交換器４は、小型で容積が小さいため、それ自体で保持できる潤滑油量は少ないが、プレート型熱交換器４で凝集した潤滑油の余剰分を一次貯留する予備タンク１３を設けたことによって、プレート型熱交換器４の採用による循環系の潤滑油の保持量の減少分を十分に補うことができ、プレート型熱交換器４で余剰となった潤滑油の、オイルタンク３や圧縮機本体２、さらにはセパレータエレメント７等への溢出を防止することができる。これにより、潤滑油の循環系の他の機器、すなわちオイルタンク３やセパレータエレメント７等における潤滑油の液面高さの必要以上な上昇を抑制することができ、潤滑油の回収効率の低下を防止することができる。したがって、コンパクトなプレート型熱交換器４を用いても、必要量の潤滑油を使用し、その潤滑油を円滑に機内で循環させることができる。
【００１９】
また、仮に予備タンク１３をプレート型熱交換器４と分離し独立して設置した場合、予備タンク１３専用の設置スペースを占有してしまうため、その分、圧縮機自体が大きくなってしまう。それに対し、本実施の形態においては、予備タンク１３をプレート型熱交換器４の下部に一体的に設けたことにより、予備タンク１３の設置スペースをプレート型熱交換器４と共用することができ、予備タンク１３の設置による大型化を最小限に抑え、全体構成をコンパクトにすることができる。
【００２０】
さらに、通常、空冷式の熱交換器とは異なり、液冷式の熱交換器にはドレンセパレータが内蔵されておらず、圧縮空気を冷却する際に圧縮空気中の水分が凝縮水として発生してしまい、その凝縮水を多く含んだ圧縮空気をそのまま供給すると、配管や末端機器に錆等の悪影響を与える場合がある。それに対し、本実施の形態においては、プレート型熱交換器４の後段に凝縮水分離機としてのドレンセパレータ２０をプレート型熱交換器４とは独立して設け、冷却した圧縮空気中の凝縮水を除去する構成としてある。これにより、多湿な圧縮空気を供給することによる配管や接続する末端機器に与える悪影響を防止することができる。
【００２１】
なお、以上説明した実施の形態において、パッケージ形圧縮機をよりコンパクトに構成するために、予備タンク１３をプレート型熱交換器４と一体構造としたが、本発明の本質的効果である潤滑油の回収効率の向上を達成する限りにおいては、必ずしも予備タンク１３とプレート型熱交換器４とが一体構成である必要はなく、予備タンク１３をプレート型熱交換器４と別に設置する構成としても良い。また、接続する末端機器に供給される圧縮空気を万全に除湿するために、圧縮空気の流れの最終段にドライヤ５を設けた構成を例に挙げて図示説明したが、このドライヤ５は、場合によっては省略しても構わない。また、海外輸出を想定し、オイルタンク３を一般よりも小型に構成してあるが、オイルタンク３の容積は仕様に応じて設計変更可能である。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態の全体構造を詳細に表す内部側面図である。
【図２】本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態の全体構造を詳細に表す内部上面図である。
【図３】本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態に備えられた図１中の右方向から見たプレート型熱交換器の拡大図である。
【図４】本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態に備えられたプレート型熱交換器の上面図である。
【図５】本発明のパッケージ型圧縮機の一実施の形態に備えられた凝縮水分離機を図１中の右側から見た拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      ベースフレーム
２      圧縮機本体
３      オイルタンク
４      プレート型熱交換器
１３    予備タンク
２０    オイルセパレータ（凝縮水分離機）
【図１】
2005061314.tif 000003
【図２】
2005061314.tif 000004
【図３】
2005061314.tif 000005
【図４】
2005061314.tif 000006
【図５】
2005061314.tif 000007